Рассмотрим наиболее популярные схемы СКВ, вместе с их недостатками, на примере арендных офисов средней площади 300–1000 м2 в составе типового офисного здания. Особенности офисных зданий, влияющие на выбор типа СКВ:
- жесткая классификация офисов по классам «А», «А+» и «Б» с различными требованиями к микроклимату;
- индивидуальный режим работы отдельных офисов по времени, расходу воздуха и необходимой мощности охлаждения — нет единого графика работы здания, есть арендаторы с 24-часовым режимом;
- недостаток места на улице для размещения холодильных установок;
- невозможность трассировок фреоновых трасс на большое расстояние от самого здания;
- высокая стоимость «квадратного метра» в здании требует минимального количества и размера вертикальных шахт воздуховодов на все здание от общей венткамеры в подвале или на кровле;
- расходы на эксплуатацию системы — энергетические и человеческие, они значительно влияют на доходность арендного бизнеса;
- плотность размещения рабочих мест растет и требования персонала к качеству поддержания микроклимата возрастают одновременно;
- общая стоимость оборудования разного типа сравнивается заказчиком с учетом монтажа с целью минимизации общих капитальных затрат.
Центральная СКВ на все помещения с применением единого чиллера или мощного ККБ. Это одна из самых простых схем, хорошо показанная в книге «Практика проектирования СКВ» (Ананьев В.А. и др. — М.: Евроклимат, 2005). Все министерские здания эпохи СССР имели подобную схему. Простота и надежность — это основные ее достоинства. Серьезные недостатки — низкая способность индивидуального регулирования температуры, как по этажам, так и по фасадам здания, а также постоянно высокое потребление энергии.
Кроме того, существует необходимость выделения крупных венткамер в подвале или техническом этаже (особенно большие площади забирают вертикальные транзитные шахты, что снижает доходность арендного бизнеса).
Совмещенная система центральной СКВ и местных доводчиков типа «фанкойлы» или «VRV-системы». Это более современная система, также известная многим со времен СССР по зданиям типа «дома-книжки» на Новом Арбате, в которых применены элитные решения — эжекционные доводчики, до сих пор недоступные в 99 % проектах. Была получена гибкость регулирования температуры, но расход энергии на вентиляцию остается постоянно высоким.
Транзитные трассы и венткамеры также требуют под размещение массу дополнительных площадей, а обслуживание местных доводчиков требует дополнительного персонала. При этом распределение воздуха рядом с доводчиком неидеально, особенно при низких потолках. Заметим также, что стоимость прокладки трасс и самих доводчиков обычно превышает цену самой СКВ.
Распределенные по зонам или этажам индивидуальные вентустановки с охлаждением и единый чиллер или индивидуальные ККБ. Здесь мы имеем дело с намного более гибкой системой, которая, в принципе, позволяет в каждый отдельный арендуемый офис и на любой этаж подавать воздух нужной температуры. Также возможна индивидуальная настройка времени работы (более раннее или позднее отключение сообразно с режимом работы арендатора).
Вертикальные трассы сводятся к минимуму, и можно отказаться от местных доводчиков при средних нагрузках от солнечной радиации летом. Остались проблемы с венткамерами и местом размещения внешних холодильных машин. Центральный чиллер на улице требует выделенной площадки с хорошим доступом и является повышенным источником шума. Индивидуальные ККБ также требуют площадки на улице под размещение с доступом персонала, и при этом не могут плавно менять нагрузку при изменении уличной температуры.
Важная особенность ККБ — невозможность работы на несколько нагрузок и необходимость вынужденного укрупнения вентустановок с целью «подгонки» мощности испарителей под мощность ККБ.
Индивидуальные приточные установки без охлаждения на каждый арендуемый офис и независимые сплит-системы или VRV-системы. У данного варианта, в отличие от классических местных доводчиков, масса достоинств. Выбор внутренних блоков настолько широк, что позволяет создать комфортную раздачу воздуха даже при низких потолках. Недостатки связаны с размещением массы недорогих внешних блоков от сплит-систем на фасаде для самого простого решения.
Для более «продвинутого» VRV-решения недостатком является крайне высокая цена. Фактически создаются две распределительные системы — воздуховоды и система медных труб с рефнетами, стоимость которой сравнима с воздуховодами (включая изоляцию). Еще один недостаток всех сплит-систем, включая промышленные VRV-блоки, — это небольшой ресурс. Компактные спиральные компрессоры, массово применяемые в подобных фреоновых системах, имеют ограниченный ресурс и планово меняются каждые 6–12 лет при его выработке вместе со всем блоком.
При наличии конкуренции на рынке аренды замена внешних фреоновых блоков снижает доходность бизнеса, хотя понятно, что оставаться без охлаждения вовсе — неприемлемо.
Моноблочные СКВ со встроенной холодильной установкой. Данные СКВ используют множество индивидуальных вентиляционных установок без применения холодильной системы центрального типа с водяными или фреоновыми трассами по всему зданию. Моноблочные комплектные приточные установки включают в себя, помимо стандартной вентиляционной части, также и встроенную индивидуальную холодильную установку.
Производительность подобных СКВ обычно составляет от 1000 до 20 тыс. м3/ч, а мощность по холоду — от 10 до 100 кВт. Systemair, Swegon, Alco и другие известные компании производят подобные установки для грамотно продуманных проектных решений. Широко известным примером таких решений является офисное здание «Огурец» в Лондоне, на каждом этаже которого стоит несколько установок Gold от Swegon со встроенной холодильной установкой.
СКВ такого типа могут иметь полностью замкнутую фреоновую схему без внешнего конденсатора, при наличии вытяжной системы в комплекте. Такое решение характерно для небольших мощностей до 30 кВт по холоду и 6000 м3/ч по воздуху. Наиболее известными в РФ стали установки «Климат», ранее выпускавшиеся фирмой «МК-вент». Проблемы компрессоров отсутствуют в моноблочных системах, так как в их случае применяются более надежные и дорогие промышленные компрессоры поршневого или спирального типа.
Ресурс компрессоров превышает 10 лет и возможность их замены изначально предусмотрена компоновкой агрегатов — есть место для доступа. Важный вопрос размещения внешнего конденсатора решен отделением конденсатора от холодильного агрегата, возможен выбор исполнения конденсатора (как жидкостной, так и воздушный, как стандартный, так и малошумный, в том числе энергоэффективный, с малым потреблением).
Такого выбора конденсаторов по размеру, шумности, потреблению энергии просто не может быть в системах типа «сплит» или VRV. Принципиальное отличие от VRV и ККБ состоит в том, что связка «компрессор–испаритель» смонтирована в общем блоке и не имеет потерь на всасывающем участке газовой линии компрессора, что увеличивает КПД холодильного цикла и позволяет без потерь мощности относить внешний блок от внутреннего.
Все «стандартные» решения типа ККБ, «сплит» и VRV имеют потерю полезной мощности при разнесении блоков более чем на 10 м, а также риски некорректного возврата масла в компрессор. Однако все перечисленное не означает, что у моноблочных систем нет недостатков. Расход приточного воздуха жестко ограничивает мощность встроенной холодильной машины.
Если приточный воздух имеет температуру 16–20 °С и моноблочная СКВ не дает необходимого потенциала охлаждения в солнечный день, это означает, что окна в офисе очень большие и не имеют специальных покрытий, и необходим дополнительный источник охлаждения. Именно по этой причине применение подобных систем идеально подходит для Петербурга, Москвы, Тюмени, Перми и Нижнего Новгорода.
Умеренное лето с температурой до +32 °C, частой облачностью и дождями позволяют реализовать достаточное охлаждение приточным воздухом. Предельная явная мощность охлаждения на 1000 м3/ч приточного воздуха составляет 5 кВт. С учетом скрытой теплоты (осушения воздуха) возможно получить до 8–9 кВт холода на 1000 м3/ч. Эти значения и лимитируют по применению комплектные моноблоки.
Для преодоления указанного ограничения может применяться рециркуляция, что требует дополнительных воздуховодов. Как таковой выбор моделей у отдельной фирмы-производителя моноблочных СКВ невелик, а совмещать в одном проекте продукцию разных поставщиков неудобно, особенно при эксплуатации. Производителей с широким рядом мощностей свыше 40 кВт по холоду очень мало. Второй недостаток моноблочных решений — это высокая цена: все установки собранные в Европе, а в особенности в Швеции и Германии, значительно дороже итальянских и тем более — китайских функциональных аналогов (чиллер с приточкой, ККБ с приточкой).
Модульный вариант СКВ с холодильной секцией. Наиболее гибкая и понятная система проектирования установок СКВ — модульная, так как она позволяет набрать любую функциональную схему, с высокой точностью получая заданные мощности по воздуху и холоду. Отдельный блок-модуль с холодильным агрегатом, встроенный непосредственно в основную вентиляционную установку, позволяет решить поставленные выше задачи. Холодильный модуль может монтироваться как в приточной, так и в вытяжной части установки, а также может стоять вне потока на общей или отдельной раме. Подобную гибкость реализуют некоторые немецкие производители, например, Alco и GEA.
Применение таких блоков с 2004 года начала компания «Веза» на основе собственного моноблока КЦКП-ВКИ с испарителем, встроенным в холодильный агрегат. В 2012 году модельный ряд был значительно расширен, появились модульные блоки МАКК, МАРК и КРАБ собственного производства «Веза».
МАКК (модульный агрегат компрессорно-конденсаторный) — это классический ККБ, монтируемый на улице, с набором специальных функций, а именно: РК — регулятор производительности для работы испарителей вентустановок со сниженной до 50 % мощностью; ТН — тепловой насос для получения тепла с улицы в переходный период «май и сентябрь» до +5 °C; ЗК — зимний комплект для работы на охлаждение в зимнее время года.
Важная особенность МАКК — специальный жесткий корпус, рассчитанный на сейсмику, и двухэтажный монтаж, и, увеличенный по шагу оребрения (2,5 мм), встроенный конденсатор. Засорение пылью из внешнего воздуха и обмерзание в режиме работы теплового насоса происходит медленнее, чем в обычных ККБ (1 мм). Наиболее интересны модульные блоки КРАБ и МАРК, размещаемые внутри здания.
КРАБ (компрессорно-ресиверный агрегат блочный) может устанавливаться как обычная секция наборной приточки. Он пропускает поток воздуха через свое сечение. На заводе соединяется с испарителем и/или конденсатором, входящим в состав общей установки. КРАБ может комплектоваться водяным конденсатором и имеет все функции МАКК. Важно то, что все обслуживаемые элементы расположены в удобном для доступа месте. Поставка холодильного контура производится в полной заводской готовности с ТРВ и другими элементами. Потери на участке всасывания компрессора — минимальные из возможных.
МАРК (модульный агрегат реверсивно-компрессорный) монтируется внутри вентиляционной камеры рядом с вентустановкой и воздух через себя не пропускает. Мощность по холоду достигает 160 кВт при очень компактных размерах. Цель применения МАРК — убрать с внешней стороны здания крупногабаритные блоки типа ККБ и получить полную свободу по размещению оборудования внутри здания.
Модульные блоки МАРК могут дополнительно комплектоваться водяным конденсатором и оснащается опциями РК и ЗК. К недостаткам блоков можно отнести более сложные расчеты при проектировании. Необходимо учитывать изменение холодильной мощности в зависимости от расчетной температуры конденсации и кипения фреона. Простые расчеты в ручном режиме занимают много времени. Специальное программное обеспечение, встроенное в программу подбора вентиляционных установок, решает задачу расчета в один шаг.
